前言：
最近看到一位群友在聊中頻感應(yīng)加熱電源，聽他說這種東西利潤非常可觀，搞一臺(tái)頂我們搞普通電源幾十臺(tái)，所以我不禁去看了下這方面的資料。由于本人并未從事感應(yīng)加熱行業(yè)，也無實(shí)際項(xiàng)目和工作經(jīng)驗(yàn)，所以下文全上基于本人的理論推測和分析，如果與實(shí)際項(xiàng)目或產(chǎn)品有出落，請(qǐng)各位幫忙指點(diǎn)，謝謝。
我首先搜到是這一張系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理，可見拓?fù)淇蚣転椋?/span>
很明顯，這是一個(gè)串聯(lián)諧振變換器（SRC），輸出側(cè)直接用高頻變壓器隔離和調(diào)壓，產(chǎn)生高頻正弦電流，正弦電流在線圈中產(chǎn)生交流磁場。線圈中的被加熱器件，因?yàn)榇艤p耗和渦流損耗消耗了感應(yīng)線圈中感應(yīng)出的磁場功率，從電路的角度可以簡單的等效為電阻性損耗來分析，更多具體的或者更詳細(xì)的磁損耗和感應(yīng)加熱的理論分析，我后了研究了有了進(jìn)展后再來補(bǔ)充。或者簡單的把這個(gè)當(dāng)電磁爐來看待就好，根據(jù)加熱器件的磁損特性和所需的溫升以及穿透深度可以來對(duì)系統(tǒng)負(fù)載電阻R來進(jìn)行計(jì)算和建模。這個(gè)電阻還是很重要，因?yàn)镾RC的輸出能否滿足設(shè)計(jì)需求，上需要考慮系統(tǒng)的Q值，也就是這個(gè)負(fù)載電阻能影響串聯(lián)諧振的最大功率點(diǎn)輸出。我們搞LLC的都會(huì)了解這么一個(gè)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)方法，所以這里略過。 這種高頻隔離串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱系統(tǒng)的工作頻率為30~100KHZ，功率為5~100KW，三相電壓輸入，不控整流，所以串聯(lián)諧振的原邊輸出電壓最高約為500VAC（峰值），需要需要對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)是可以利用高頻變壓器的匝比來進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外一點(diǎn)也引出了串聯(lián)諧振系統(tǒng)的功率控制方法。這里我先提出我的兩個(gè)思考點(diǎn)，其一SRC為了實(shí)現(xiàn)最高的功率輸出和最佳效率，需要把工作點(diǎn)固定在諧振頻率上，因此工作起來之后SRC的工作頻率上固定的。其二為了實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出AC幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要改變直流母線的電壓。因此我認(rèn)為在SRC的前面還會(huì)串聯(lián)一級(jí)非隔離的BUCK變換器。該級(jí)BUCK變換器用來一方面用來控制直流母線的電壓，一方面用來限制SRC的輸出功率。BUCK變換器可以通過電感電流和輸出電壓的雙閉環(huán)方式來做，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)恒壓和恒流的效果，而且控制成熟可靠，再通過串聯(lián)SRC來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同功率的感應(yīng)加熱進(jìn)行功率閉環(huán)控制。 另外為了匹配不同的感應(yīng)加熱負(fù)載，或者說滿足客戶的定制化需求，諧振電容或諧振電感兩者其中一個(gè)會(huì)設(shè)計(jì)為可調(diào)節(jié)器件，從難易程度來看。固定諧振電感通過調(diào)制諧振電容器能更容易實(shí)現(xiàn)這種滿足客制化的需求，另外變壓器的匝比引入后也能擴(kuò)大SRC的輸出AC電壓的幅度調(diào)整范圍。
閉環(huán)控制的考慮：
- SRC直接定頻開環(huán)，啟動(dòng)靠BUCK來實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)
- BUCK電感電流雙閉環(huán)，實(shí)時(shí)調(diào)整流入直流母線的功率
- 控制精度和采樣精度的考慮
閉環(huán)控制模型：
負(fù)載側(cè)輸出AC：
BUCK側(cè)：
小結(jié)：簡單的分析了串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和控制仿真，如果有錯(cuò)誤懇請(qǐng)行業(yè)大佬們幫忙指正，謝謝。